錨桿無損檢測1

1、錨桿無損檢測11.錨桿錨固質(zhì)量無損檢測原理(1) 桿長檢測原理(2) 注漿密實度檢測原理2研究意義對于錨桿錨固系統(tǒng)，主要缺陷主要有：錨桿錨固質(zhì)量錨固力錨固狀態(tài)a錨固段長度b自由段長度c密實度d施工缺陷等 1)筋材本身缺陷 2)膠結體缺陷 3)膠結體與筋材、圍巖的粘結不好 所以，錨桿的質(zhì)量檢測對評價錨固質(zhì)量是必不可少的。31)對錨桿荷載變化進行長期或短期觀測,可采用按機械、液壓、振動、電氣和光彈原理制作的各種不同類型的測力計。 但這些測力計一般需要預埋,受電磁場干擾大,在潮濕、溫差大的條件下靈敏度大大降低更不能適應在偏載和爆破震動、坍落巖石的沖擊下長期正常工作。 研究現(xiàn)狀傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)量的檢測

2、,主要有兩種:2)對錨桿進行抗拔試驗，通過抗拔試驗得到荷載-位移曲線來確定錨桿的抗拔承載力，并間接分析錨桿的錨固質(zhì)量。這種方法的缺陷是：a.它是一種破壞性的檢測方法；b.抽檢的樣本數(shù)十分有限，難免以偏概全；c.不能對錨桿的錨固質(zhì)量作充分的肯定；d.不能檢測錨桿的實際長度。 4 鑒于上述原因，無損探傷技術進入了錨固質(zhì)量檢測系統(tǒng)，形成了錨桿質(zhì)量無損檢測技術，其主要包括聲波反射法和應力波反射法，同時還有在此基礎上發(fā)展起來的彈性應力波法、小應變法、動測法、聲頻應力波法、超聲導波法等。 在錨桿無損檢測的理論和工程應用方面有許多單位和個人做了大量的研究工作，極大的推動了我國巖土錨固工程和工程質(zhì)量無損檢測技

3、術的發(fā)展，但是錨桿無損檢測是一項很復雜的系統(tǒng)工程，無論在理論上還是實踐中都還存在很多的問題需要繼續(xù)研究。5(一)聲波反射法聲波反射法檢測錨桿長度的理論依據(jù)是波在桿中傳播的運動學特性；檢測砂漿飽和度的理論依據(jù)是波在桿中傳播的動力學特性。 具體做法是在錨桿頂端施加一瞬態(tài)激振力，由布設在錨桿頂端的一個傳感器接收反射信號，通過對所接收的反射信號進行時域、頻域分析，以獲得錨桿的有效錨固長度、砂漿飽和度、工作荷載、極限承載能力等參數(shù)，并據(jù)此對錨桿的錨固質(zhì)量進行評價。(二)應力波反射法 應力波反射法錨桿檢測技術源自于建筑樁基低應變檢測法，其基本原理是一維波動理論，將錨桿及其握裹砂漿視為一維彈性桿件，在錨桿端

4、部激發(fā)應力波，應力波沿錨桿向下傳播，遇到波阻抗發(fā)生變化的界面產(chǎn)生反射波，安裝在錨桿端部的探頭接收到此反射波，通過分析此反射波的性質(zhì)來推斷錨桿的長度和空漿、欠密實等缺陷。 62.聲波反射法應用的基本規(guī)定 1錨桿桿體聲波縱波速度宜大于圍巖和粘結物的聲波縱波速度； 3施工方應提供詳細的錨桿連接資料；2錨桿桿體直徑宜均勻，且不小于14mm； 6錨桿記錄編號應與錨桿圖紙編號一致。5錨桿外露端面應平整，便于激振器激振和接收傳感器的安裝，且保證激振信號和接收信號的質(zhì)量 4錨桿端頭應外露，外露桿體應與內(nèi)錨桿體呈直線 73.檢測數(shù)據(jù)分析與判定(1)錨桿桿體長度計算1）錨桿桿底反射信號識別2）桿底反射波與桿端入射

5、首波波峰間的時間差即為桿底反射時差 3）時間域桿體長度應按 8(3)缺陷判斷及缺陷位置計算應符合下列要求：1）時間域缺陷反射波信號到達時間應小于桿底反射時間；2）頻率域缺陷頻差值應大于桿底頻差值；3）錨桿缺陷反射信號識別可采用時域反射波法、幅頻域頻差法等；4）缺陷反射波信號與桿端入射首波信號的時間差即為缺陷反射時差；5）缺陷位置應按(3-1)式計算：9呈單峰形態(tài)，或可見微弱的桿底諧振峰，其相鄰頻差呈單峰或不對稱的雙峰形態(tài)，或可見較弱的諧振峰，其相鄰頻差呈不對稱多峰形態(tài)，可見諧振峰，其相鄰頻差呈多峰形態(tài)，桿底諧振峰明顯、連續(xù)，或相鄰頻差錨固密實度評判10二、應力反射波法理論基礎 應力波反射法錨桿

6、檢測技術源自于建筑樁基低應變檢測法，其基本原理是一維波動理論，將錨桿及其握裹砂漿視為一維彈性桿件，在錨桿端部激發(fā)應力波，應力波沿錨桿向下傳播，遇到波阻抗發(fā)生變化的界面產(chǎn)生反射波，安裝在錨桿端部的探頭接收到此反射波，通過分析此反射波的性質(zhì)來推斷錨桿的長度和空漿、欠密實等缺陷。 11 初步判斷。錨桿缺陷包括長度短缺、空漿、不密實。錨桿注漿密實度好，波形就規(guī)則、頻率相對較高、振幅較小，衰減快且有規(guī)律。由波動理論方程可知，當應力波從正常的錨桿部位傳到空漿部位，波阻抗相對變小，其反射系數(shù)為負值，空漿部位的反射波和人射波相位相反，錨桿底部如和巖體接觸的不緊密，底部反射會明顯且和人射波相位相反。應力波傳播到

7、不密實部位通常表現(xiàn)為波幅的突然衰減。應力波反射法就是在實測波形中找出不符合衰減規(guī)律的波，如相對前后波幅突然增大或減小的波，結合儀器給定的其他參數(shù)，綜合判斷錨桿質(zhì)量。122工作原理在錨桿桿體外端施加一瞬態(tài)激振，彈性波沿桿體鋼筋以管道波形式傳播，到達鋼筋底端后反射，在桿體外端可接收此反射波。 如果鋼筋外密實、飽滿地由水泥砂漿握裹，砂漿又與周圍巖體粘結，則應力波在傳播過程中，不斷從鋼筋通過水泥砂漿向巖體擴散，能量損失很大，在桿體外端測得的反射波振幅很小，甚至測不到；如果無砂漿握裹，僅是一根空桿，則應力波僅在鋼筋中傳播，能量損失不大，接受到的反射波振幅則較大；如果握裹砂漿不密實，中間有空洞或缺失，測得

8、到的反射波振幅的大小介于前二者之間。對于底端自由的錨桿，接收到的錨桿底端反射波與入射波同相；對于被錨固劑錨固的錨桿，當應力波傳播到錨固段的上界面時，就要發(fā)生反射，反射波與初始波反相；同理，錨固段下界面的反射波與入射波同相。一般來說，當錨桿底端與堅硬巖石粘結時，可近似認為波阻抗增大，反射波與入射波相位相反；當錨桿底端未充分粘結時，可認為波阻抗減小，反射波與入射波同相。因此，根據(jù)反射波相位特征，可以分析反射部位阻抗變化的特征及錨桿實際錨固情況。13 表 5 錨固質(zhì)量評價不合格75%0.6多處不密實或空漿波形不規(guī)則，底部有較強的反射波底部反射波提前（錨桿欠長）或有多處較強的反射波不合格合格75%80%0.40.6局部不密實或空漿波形欠規(guī)則，有底部反射波和較強的局部反射波合格合格80%90%0.20.4局部欠密實波形較規(guī)則，有底部反射波和局部有較弱的反射波良合格90%0.2密實波形規(guī)則，只有微弱的 底部反射波或沒有地步反射波優(yōu)判定指標 百分比錨桿錨固質(zhì)量 等級長度指標灌漿飽滿度 錨固 狀態(tài) 波形特征質(zhì)量分類14第1根錨桿局部存在砂漿灌注不密實情況，錨固等級應為一般。第4根錨